База знаний студента. Реферат, курсовая, контрольная, диплом на заказ

(мал. 3)

Висновок: даний механізм згідно проведеного аналізу відноситься до механізму 2-го класу з рухомістю рівній одиниці. Це означає те, що нам достатньо виконати ведучою лише одну ланку.

1.3 Побудова положень механізму.

На кресленні № 1 довільно вибираємо точку О₁ . За розмірами відкладаємо точку О₂ . Навколо точки О₁ проводимо коло радіусом О₁А. З точки О₂ проводимо дугу радіуса О₂В. До кола О₁А з дуги, через точку О₂ проведемо дотичні, і добудуємо інші точки і ланки методом насічок. Ці положення і є крайніми положеннями механізму. Кожен із отриманих двох кутів поділимо на чотири рівні кути. І добудуємо інші положення механізму методом насічок. Ми отримаємо вісім положень механізму.

1.4 Визначаємо швидкість точок і кутову швидкість ланок.

Знайдемо швидкість точок і швидкість ланок для першого положення механізму.

Визначаємо швидкість точки А

<
>

На кресленні № 1 довільно вибираємо полюс P і перпендикулярно ланці О₁А₁ довжиною 50 мм провидимо відрізок, який і є графічним аналогом швидкості.

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

<
>

Швидкість точки А₂ дорівнює швидкості точки А₁ , так як куліса 2 і ланка 1 рухається разом.

Визначаємо швидкість точки А₃ графічно, враховуючи систему:

<
>

де: VA₂ ,VO₂ - переносні швидкості точки А₃ ,

VA₃A₂ ,VA₃O₂ - відносні швидкості точки А₃ .

На плані з точки О₂ проводимо паралельну до А₃О₂ , а з полюса P проводимо перпендикулярну до А₃О₂ . Точка їх перетину і буде точкою О₃ . з'єднуємо її з полюсом і отримуємо швидкість точки А₃ .

Знаходимо дійсну швидкість точки А₃:

<
>

Визначаємо швидкість точки В за теоремою подібності (чергування букв, як на механізмові так і на планові повинно співпадати при одному і тому ж напрямку обходу):

<
>

Знаходимо дійсну швидкість точки В:

<
>

Визначаємо швидкість точки С, вирішуючи графічно:

<
>

де: VВ - переносні швидкості точки С,

VС_В - відносні швидкості точки С.

З точки b проводимо перпендикуляр до ланки ВС і на перетині його з горизонталлю, ми отримуємо точку С і з'єднавши її з полюсом ми отримуємо графічний аналог швидкості точки С.

Знаходимо дійсну швидкість точки С:

<
>

Кутову швидкість ланки 3 знаходимо, як відношення відповідної відносної швидкості до її довжини:

<
>

Аналогічно знаходимо кутову швидкість і для ланки 4:

<
>

Для інших положень механізму розрахунки ведемо аналогічно, а результати заносимо в таблицю № 2.

Таблиця № 2

Так як куліса рухається поступально, то ?₂ не буде.

1.5 Визначення прискорення точок та кутове прискорення ланок.

Розглянемо прискорення точок та кутове прискорення ланок на прикладі першого положення.

Визначаємо прискорення точки А:

<
>

На кресленні № 1 довільно вибираємо полюс точку ? і проводимо відрізок ?? , довжиною 100 мм і паралельно О₁А, це і є графічний аналог прискорення точки А.

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

<
>

Прискорення точки А₂ дорівнює прискорення точки А₁ , так як вони рухаються разом.

Визначаємо прискорення точки А₃ графічно вирішуючи систему:

<
>

де: ?_A3A2^K - відносне каріолісове прискорення точки А₃

?_А3А2^?, ?_А3О2^? - відносне тангенціальне прискорення точки А₃

<
>

Перераховуємо в графічний аналог:

<
>

Порахуємо відносне нормальне прискорення точки А₃:

<
>

Перераховуємо в графічний аналог:

<
>

На плані (креслення №1) з точки ?₃ відкладаємо перпендикулярно ланці АО₂ відрізок ?₂?₃' і з кінця якого проводимо паралельно до АО₂ промінь. З полюса паралельно АО₂ відкладаємо відрізок ??₃'', з кінця якого проводимо перпендикуляр до АО₂ і на перетині променя проведеного з точки ?₃' і з точки ?₃'' ми отримуємо точку ?₃ , з'єднавши її з полюсом ми отримаємо графічний аналог прискорення точки А₃.

Знаходимо дійсне прискорення точки А₃:

<
>

Визначаємо прискорення точки В за теоремою подібності:

<
>

Знаходимо дійсне прискорення точки В:

<
>

Визначаємо прискорення точки С вирішуючи рівняння графічно:

<
>

де: ?_СВⁿ - відносне нормальне прискорення точки С

?_СВ^? - відносне тангенціальне прискорення точки С

Знайдемо відносне нормальне прискорення точки С:

<
>

Перерахуємо в графічний аналог:

<
>

З точки В відкладаємо відрізок ВС' паралельно до ланки ВС. З кінця якого проводимо перпендикуляр до перетину з горизонталлю. Точка їх перетину і буде точкою С, з'єднавши її з полюсом ми отримаємо графічний аналог прискорення точки С.

Знайдемо дійсне прискорення точки С:

<
>

Кутове прискорення третьої ланки знаходимо як відношення відповідного відносного тангенціального прискорення до його довжини:

<
>

Аналогічно розраховуємо кутове прискорення для четвертої ланки

<
>

Аналогічно розраховуємо все і для нульового положення механізму.

1.6 Силовий розрахунок.

Силовий розрахунок розглянемо на прикладі першого положення механізму.

Розрахуємо моменти інерції:

<
>

<
>

де: JS₃ , JS₄ - осьовий момент інерції.

Розраховуємо сили інерції ланок і ваги:

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Визначимо масштабний коефіцієнт:

<
>

Перерахуємо сили в графічний аналог

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Перерахуємо вагу в графічний аналог:

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Вилучаємо з механізму ланку 4-5. Складаємо суму моментів відносно точки В і знаходимо реакцію R₆₅.

<
>

<
>

<
>

Перерахуємо реакцію R₆₅ в графічний аналог:

<
>

Складемо векторне рівняння суми всіх сил діючих на ланку 4-5:

<
>

Будуємо силовий многокутник, з якого знаходимо реакцію R₃₄:

<
>

Знаходимо дійсну реакцію R₃₄:

<
>

Вилучаємо з механізму ланку 3.

Складемо суму моментів відносно точки О₂ і знайдемо реакцію R₂₃:

<
>

<
>

Перерахуємо реакцію R₂₃ в графічний аналог:

<
>

Складемо векторну суму всіх сил діючих на ланку:

<
>

Будуємо силовий многокутник і знаходимо реакцію R₆₃:

<
>

Знайдемо дійсне значення реакції R₆₃:

<
>

Вилучаємо з механізму ланку 2 і складаємо векторне рівняння:

<
>

Будуємо силовий многокутник і знаходимо реакцію R₁₂:

<
>

Знайдемо дійсне значення реакції R₁₂:

<
>

Вилучаємо з механізму ланку 1

Складаємо суму моментів відносно точки О, і знаходимо зрівноважуючий момент:

<
>

<
>

Складемо векторне рівняння усіх сил діючих на ланку:

<
>

Будуємо силовий многокутник і знаходимо реакцію R₆₁:

<
>

Знаходимо дійсне значення реакції R₆₁:

<
>

1.7 Важіль Жуковського.

Візьмемо план швидкості для першого положення і повернемо його на 90°. Знесемо на нього усі зовнішні сили. Сума моментів відносно полюса дасть нам зрівноважуючий момент.

<
>

<
>

<
>

Розрахуємо похибку між моментом отриманим з силового розрахунку і моментом отриманим з важеля

<
>

що задовольняє розрахункам.

1.8 Графіки.

На осі ординат відкладаємо переміщення повзуна, а на осі абсцис кут повороту кривошипу.

Визначимо масштабний коефіцієнт

<
>

де: Х - відрізок на осі абсцис.

<
>

де: С₀С₃ - відстань між мертвими положеннями;

Y₃ - відстань на осі ординат на графіку, відповідаючи відстані між мертвими положеннями.

Кути повороту отримані при побудові положень механізму, перераховуємо за формулою у довжині

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Перераховуємо переміщення повзуна:

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

На графіку на осі абсцис відкладаємо довжини ?i.. З отриманих точок проводимо промені. На відповідних променях відкладаємо відповідні довжини Si.. З'єднавши отримані точки отримаємо графік переміщень

<
>

Графічно диференціюючи цей графік ми отримаємо “аналог швидкостей” в масштабі:

<
>

де: Нi - відстань від осі ординат до полюса Р₁.

Графічно диференціюючи графік “аналог швидкостей”, ми отримаємо графік “аналог прискорення” в масштабі:

<
>

де: Н₂ - відстань від осі ординат до полюса Р₂.

2.дВизначення осьового моменту інерції маховика.

2.1 Вихідні данні.

Вихідними даними є данні креслення № 1, крім того додається закон зміни сили Q та коефіцієнт нерівномірності руху ?.

Qs

<

Sc (мал. 4)

Закон зміни сили Q

Коефіцієнт нерівномірності руху - <
>

2.2 Визначення сили Q.

На кресленні № 1, на вісь переміщення повзуна наносимо закон зміни сили Q і з точок робочого ходу проводимо відрізки. Це є граничні аналоги сил Q для положень робочого ходу, для холостого ходу сили Q приймаємо рівними нулю, так як закон зміни сили Q прямокутник.

Тому:

<
>

<
>

<

С₁ С₂ С₃ С₄ С₅ С₆ С₇ С₈

(мал. 5)

2.3 Визначення привідного моменту.

Визначаємо привідний момент сили Q для кожного положення механізму:

<
>

де : Vc_i - швидкість повзуна в i-тому положенні механізму.

<
>

<
>

<
>

2.4 Побудова графіків Мпр=?(?), AQ= ?(?), Ap= ?(?), ?E= ?(?).

Визначаємо масштабний коефіцієнт

<
>

де : Y₂ - відстань на осі ординат, відповідна даному приведеному моменту.

Будуємо вісь координат. По осі абсцис відкладаємо кут повороту механізму, та прораховуємо аналогічно як в пункті 1.8. З отриманих точок проводимо промені, на яких відкладаємо приведений момент перерахований в графічний аналог:

<
>

<
>

З'єднавши отримані точки ми отримуємо графік приведеного моменту від сил Q, МQ= ?(?).

Методом графічного інтегрування графіка приведеного моменту, отримуємо графік робіт сил Q, AQ= ?(?). З'єднавши початок і кінець останнього, отримуємо графік робіт рушійних сил Aр= ?(?). Графічно диференціюючи графік Aр= ?(?), отримуємо графік моментів рушійних сил Мр= ?(?).

Згідно з формулою кінетична енергія дорівнює різниці робіт сил Q і рушійних сил, тобто:

<
>

На графіку робіт заміряємо різницю між графіками AQ= ?(?) та Aр= ?(?). Цю різницю наносимо на відповідні промені системи координат. З'єднавши отримані точки отримуємо графік зміни кінетичної енергії ?E= ?(?).

2.5 Побудова графіка Jпр=?(?).

Проведемо розрахунок для першого положення механізму.

Визначаємо осьовий момент інерції ланок

<
>

<
, так як довжина ?₃ змінюється, тому для кожного положення його розраховуємо окремо, а результати заносимо в таблицю № 4.>

<
>

Визначаємо швидкість центрів мас ланок:

<
>

<
>

Аналогічно швидкість центрів мас ланок рахуємо і для інших положень механізму, результати зараховуємо в таблицю № 3.

Таблиця №3

Визначаємо кінетичну енергію механізму:

<
>

де: Е₁ - кінетична енергія ланки №1;

Е₂ - кінетична енергія ланки №2;

Е₃ - кінетична енергія ланки №3;

Е₄ - кінетична енергія ланки №4;

Е₅ - кінетична енергія ланки №5.

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Визначаємо приведений осьовий момент інерції:

<
>

Результати розрахунків для інших положень механізму проводимо аналогічно, а результати заносимо в таблицю №4.

Таблиця №4

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

<
>

де: Y₂ - відстань на осі абсцис відповідаюча даному осьовому моменту.

Перераховуємо усі отримані осьові моменти інерції в графічні аналоги:

<
>

Будуємо систему координат. По осі ординат відмічаємо кут повороту механізму, а по осі абсцис на променях проведених з точок кута повороту проводимо графічні аналоги приведеного осьового моменту. З'єднуємо отримані точки і отримуємо графік приведеного моменту Jпр=?(?).

2.6 Побудова діаграми енергомас.

Будуємо вісь координат. До цієї вісі проводимо промені з графіка приведеного осьового моменту Jпр=?(?) і зміни кінетичної енергії ?Е=?(?). На перетині відповідних променів отримуємо точки з'єднавши які, отримуємо діаграму енергомас (петля Віттенбауера).

3. Проектування профілю кулачкового механізму.

3.1 Вихідні данні.

<

<

мал. 6).

?_п - 90? (фаза підьому штовхача);

?_с - 30? (фаза далекого стояння);

?_о - 160? (фаза спускання);

? - 85 ¹/_С (кутова швидкість);

? - 35? (кут тиску);

h - 30 мм (хід штовхача).

< 1 Зміст Вступ Вступ Розвиток сучасної науки та технік